模聚通標識上網做生意,首選模聚通會員 | | WAP瀏覽   
GF+
商務中心
商務中心
發布信息
發布信息
排名推廣
排名推廣
 

《模具工業》編輯委員會

名譽主任委員:褚克辛 曹延安

主任委員:武兵書

副主任委員(按姓氏筆畫排):
申長雨院士 盧秉恒院士 葉 軍
李志剛 李德群院士 陳蘊博院士
趙紅一 鐘志華院士 崔 昆院士

委員(按姓氏筆畫排列):
孔 嘯  王 沖  王耕耘  王敏杰  王新云
劉全坤  劉春太  劉 斌  莊新村  阮 鋒
吳曉春  張 平  李志廣  李建軍  李明輝
楊 健  陳文琳  陳靜波  周華民  周芝福
周江奇  林建平  夏琴香  聶蘭啟  黃志超
彭響方  蔣炳炎  蔣 鵬  廖宏誼  蔡紫金

主  管:中國機械工業集團有限公司

主  辦:桂林電器科學研究院有限公司

編輯出版:《模具工業》編輯部

主  編:王 沖

執行主編:李 捷

副 主 編:劉 靜

編 輯 部:歐 艷  李 強

廣 告 部:蔣明周  黃嵐霞

地  址:廣西桂林市東城路8號

郵政編碼:541004

編 輯 部:0773-5888145 5888405

廣 告 部:0773-5605772

發 行 部:0773-5861906

傳  真:0773-5888375

電子信箱:mjgy1975@163.com

網  址:www.chi-navi.com

印  刷:桂林澳群彩印有限公司

總發行:桂林市郵局

訂閱處:全國各地郵局

郵發代號:48-31

國內定價:15.00元

國外代號:M5684

國外代理:中國國際圖書貿易集團公司

國外定價:$15.00

 

辦刊宗旨:

為行業服務,為企業服務,

為讀者服務,推動模具技術發展。

 

戰略合作單位:

 

主應變分析在成形零件邊部開裂中的應用

時間:2021-02-08   來源:《模具工業》   作者:陸靜易,彭文虎,劉振,許立強,龔豪   瀏覽次數:548

陸靜易1,彭文虎1,劉振2,許立強3,龔豪1

(1.廣西汽車集團有限公司;2.上汽通用五菱汽車股份有限公司;3.安徽福達汽車模具制造有限公司)

摘要:介紹了沖壓CAE中主應變分析在解決高強度鋼板成形零件邊部開裂問題的應用,探討了采用主應變分析數值評判高強度鋼板成形邊部開裂的可行性,常規沖壓CAE評判指標(變薄率等)不能作出準確評判。為解決該問題,結合材料延伸率,利用主應變分析數值評判高強度鋼板成形零件邊部開裂的風險,并在實際模具開發中進行了驗證。

關鍵詞:主應變;高強度鋼板;成形;邊部開裂;左前大梁

 

0 引言

在汽車輕量化驅動下,高強度鋼板在汽車結構件中應用越來越廣泛。因高強度鋼板塑性變形性能相對較差,同時為降低生產成本,提高材料利用率,高強度鋼板汽車零件越來越多地采用落料成形工藝。780DP雙相鋼具有較高的強度,也有一定的塑性變形能力,是汽車結構件的優選材料之一,但落料成形時易出現成形零件邊部開裂。現針對實際模具開發,高強度鋼板零件成形邊部開裂問題,采用沖壓CAE中主應變分析數值評判其成形零件邊部開裂風險,制定解決方案,并進行驗證,為邊部開裂提供解決方案。

1 高強度零件邊部開裂

某乘用車左前大梁材料為寶鋼HC420/780DP,料厚為1.4mm,外形尺寸為986mm×184mm×247mm,結構復雜,如圖1所示。零件采用落料成形工藝,零件周邊在落料后不再切邊,模具制造后進行調試時,因落料模延后完成,前期采用激光切割代替沖壓落料,成形后零件較少出現邊部開裂。在零件生產現場進行在線調試時,采用落料模沖壓毛坯,成形后零件出現大量邊部開裂,超過80%,不能滿足批量生產要求,如圖2所示。將成形零件開裂處對應落料后毛坯邊緣拋磨光順再沖壓成形,則開裂率下降。

2 邊部開裂分析

零件成形時在拉應力的作用下,邊部斷面微裂紋和微空洞會成為開裂源,不斷聚齊和擴大,引起板料過早在邊部開裂。初步分析,激光切割毛坯斷面較平整光順,邊部微裂紋及微空洞少甚至沒有,在成形過程中承受拉應力時,不容易產生應力集中,能較好地減少甚至消除邊部開裂。根據沖裁機理,對于左前大梁落料這類普通沖裁,在沖裁過程中凹模刃口和凸模刃口產生的2條裂紋難以吻合,在2條裂紋間會發生撕裂,斷面微裂紋和微空洞難以避免。當對落料后毛坯邊緣拋磨光順后,局部微裂紋及微空洞顯著減少甚至消除,有效減少了成形零件邊部開裂。對于大批量沖壓生產,考慮生產效率和生產成本,采用激光切割毛坯或對落料后毛坯邊緣拋光的方法不可行,必須采取其他方法解決成形邊部開裂問題。

采用沖壓CAE分析軟件AutoForm對成形過程進行分析,成形極限圖如圖3所示,料厚變薄率如圖4所示。在實際零件的開裂部位,成形極限圖顯示為安全(safe)最大變薄率為7.3%,變薄標準為<17%,變薄率未超標。分析結果表明,對于材料為HC420/780DP的高強鋼零件,不能采用常規的成形極限圖和料厚變薄率指標評判零件邊部開裂情況,需尋找其他指標進行評判。按標準定義,最大力塑性延伸率Ag?為金屬材料拉伸試驗過程中受力最大時原始標距的延伸與引伸標距Le之比,如圖5所示,延伸率超過Ag后,試樣將進入縮頸和斷裂階段。由于高強鋼整體塑性差,材料進入縮頸和斷裂階段時,主應變數值超過Ag區域,特別是存在斷面微裂紋和微空洞的邊部區域風險最大。

采用AutoForm軟件對左前大梁成形工序進行分析,主應變分析結果如圖6所示,最大主應變部位與實物開裂部位一致。AutoForm軟件分析所使用的材料參數如圖7所示,Ag(最大力塑性延伸率)為11.7%。最大主應變為0.135,明顯大于Ag值。基于以上分析,在解決左前大梁邊部成形開裂問題時,考慮使用主應變分析數值評估邊部開裂,以Ag數值作為評判標準。

3 邊部開裂問題解決方案

在確定以Ag值為標準、采用主應變CAE分析數值評判邊部開裂的分析方法后,制定了解決左前大梁成形邊部開裂的措施。在保證零件成形力的前提下,增加邊部開裂部位局部邊寬,加大成形力承載截面面積,以降低開裂部位的主應變。利用AutoForm軟件進行成形CAE分析,加大局部邊寬后成形工序分析結果中主應變數值如圖8所示,原開裂部位最大主應變為0.095,小于Ag值,為Ag值的81%;成形極限圖顯示為安全(safe),最大變薄率為5.2%。根據CAE分析結果,確定整改方案:按更改后的毛坯線更改落料模,同時增加局部切邊,切除成形后多余的料邊,消除成形零件邊部開裂,以滿足大批量沖壓生產需求。實施該方案后,進行2批次正常沖壓,左前大梁超過3000件未發現邊部開裂,整改完成后生產的左前大梁如圖9所示。解決此零件的邊部開裂問題后,參照上述方法,對此車型的右前大梁和其他車型的類似前大梁進行了沖壓CAE分析評估,并制定了相應的解決方案,取得了較好的效果。

4 結束語

通過對左前大梁邊部開裂問題進行分析,制定了解決方案,采用以Ag值為標準,用主應變CAE分析數值評估高強度鋼板零件成形邊部開裂的方法,解決了實際沖壓生產時零件邊部開裂的問題,但該理論依據還需要進一步研究探討。

參考文獻(略)

 
 
0條 [查看全部]  相關評論
欧美色中色